Aqliy solnzhen-eshonish birlashtirilgan tizim Fuzzy-PID boshqaruv bilan oshirilgan batareya boshqarishi va MPPT uchun

Xulosa

Ushbu taklifning asosiy maqsadi, qirg'oni va quyosh energiyasini ishlatishga asoslangan qo'shma elektr energetika tizimini, qattiq nazorat texnologiyasi asosida effektiv va ekonomik ravishda uzoq masofadagi maydonlar va maxsus qo'llanmalar uchun ta'minlashdir. Tizimning asosi, ATmega16 mikroprotsessori asosidagi aqliy nazorat tizimi bo'lib, bu tizim qirg'o va quyosh energiyalari uchun maksimal quvvat nuqtasini kuzatish (MPPT) va akkumulyatorni to'ldirish/bo'shatishni aniq va samarali boshqarish uchun optimallashtirilgan PID va fuzzy nazorat algoritmini ishlatadi. Natijada, umumiy elektr energiya ishlab chiqarish effektivligi ortadi, akkumulyatorning omilligi uzaydi va ta'minotning etkinligi va moliyaviy foydasi ta'minlanadi.

I. Loyiha orzusi va ahamiyati

1. Energetika holati: Jahonda giperion maydonlari tejamdan o'tish ekan, bu esa energetika xavfsizligi va davriy rivojlanishga juda ziddiyatli muammoni yaratmoqda. Qirg'o va quyosh kabi toza, yangilanadigan yangi energiya manbalari ni oson va tezkor ishlatish global hujumlarga ahamiyatli vazifa hisoblanadi.
2. Tizim qiymati: Qirg'o-quyosh qo'shma tizimi, qirg'o va quyosh energiyalari orasidagi tabiiy komplementarlik xususiyatlaridan (masalan, kun paytida kuchli quyosh, tun paytida kuchli shamol) samarali foydalanib, bitta manbadan ishlab chiqarishning noqonuniyatini yengilashadi. Bu tizim, qurilish jihatidan o'zgaruvchan, ishlab chiqarish narxiga solishtirilganda past narxli, mustaqil ta'minot echimini takomillashtiradi, bu esa elektrga ta'minot berilmagan yoki ziyodast electrifikatsiyaga ega bo'lgan uzoq masofadagi joylardagi turli obyektlar uchun energiya ta'minot muammoni hal etishda samarali ishlaydi.
3. Asosiy komponentlar ahamiyati: Akkumulyator, tizimning energiya saqlash birligi sifatida, shu yerda yo'q sharoitlarda ham bekorlika bilan ta'minlashni ta'minlash uchun muhim rol o'ynaydi. Uning narxi, butun ta'minot tizimining katta qismi bo'lib, shuning uchun, akkumulyatorni to'ldirish effektivligini yaxshilash va uning to'ldirish/bo'shatish strategiyasini optimallashtirish, omilligini uzaytirish, tizimning umumiy xarajatlarni pasaytirish va ishlab chiqarishning ishonchli emasligini ta'minlash uchun muhimdir.

II. Umumiy tizim dizayni

1. Tizim asosiy maqsadlari:
• Energiya oldish optimallashtrish: Shamol turbinasi va fotovoltmaxma panellardan ishlab chiqarilgan elektr energiyasini maksimal effektivlik bilan boshqarish, bu esa natural resurslarni to'liq ishlatish uchun maksimal quvvat nuqtasini kuzatish (MPPT) ni amalga oshiradi.
• Energiya saqlash tizimini boshqarish: Akkumulyatorni to'ldirish va bo'shatish jarayonini aqliy ravishda boshqarish, to'ldirish va bo'shatishni taqiqlovchi, akkumulyatorni himoya qilish va uning to'ldirish effektivligini va omilligini katta darajada yaxshilash.
2. Tizim hardware arxitekturasi:

Tizim, markaziy nazorat CPU tomonidan boshqariladigan uchta asosiy funktsional moduldan iborat bo'lib, to'liq aqliy nazorat tizimini tashkil etadi.

III. Asosiy nazorat texnologiyasi: Aqliy akkumulyator boshqarishi

1. Akkumulyator tanlovi va asoslari:
• Turi: Bu echim, texnik jihatdan yaxshi va arzon narxlidir, kichik hajmdagi qirg'o-quyosh qo'shma tizimlari uchun mos keladigan servissiz svinets-kislota akkumulyatorlarini tanlovini ta'minlaydi.
• Ishlash printsipi: Akkumulyatorni to'ldirish va bo'shatish, elektr energiyasini kimyo energiyasiga va aksiya qilib o'tkazish jarayonidir. Ammo, elektrod polaryatsiyasi kabi jarayonlar sababli, energiya o'zgarish effektivligi 100% ga yetib bormaydi.
2. Nazorat muammolari va optimallashtirish strategiyasi:
• An'anaviy nazorat kamchiliklari: Klassik PID nazorat usullari, nazorat obyekti (akkumulyator) uchun aniq matematik modelga katta qadar bog'liq. Akkumulyator, ichki qarshilik, elektrolit chegarasi kabi parametrlari, atrof-muhit harorati va ishlatilish holatiga qarab dinamik ravishda o'zgaradigan, chiziqli bo'lmagan, vaqt-vaqti bilan o'zgaradigan tizimdir, bu esa aniq modelni tuzishni qiyin qiladi. Bu, an'anaviy PID parametrlarini sozlash, kam adaptivlik va yomon nazorat natijalariga olib keladi.
• Qo'llanilgan yuqori darajadagi nazorat usuli: Bu echim, ikkalasining afzalliklarini birlashtiradigan Fuzzy-PID kompozitsiya nazorat strategiyasidan foydalanadi:
• Fuzzy nazoratning afzalligi: Nazorat obyekti uchun aniq matematik model talab qilinmaydi, noto'g'ri kirish ma'lumotlarini qabul qilishi mumkin, akkumulyator parametrlari o'zgarishi bilan kuchli adaptivlik ko'rsatadi va mutaxassisdan olingan bilimlarni qo'llash imkoniyatini beradi.
• PID nazoratning afzalligi: Tizim farqi kichik bo'lganda, aniq, nol doimiy farqli nazoratni amalga oshirish mumkin.
• Nazorat qurilmasi ishlash jarayoni: Tizim, akkumulyatorning belgilangan voltajidan va haqiqiy voltajidan farqni (e(t)) doimiy ravishda kuzatadi. Farq (e(t)) katta bo'lganda, tez javob uchun fuzzy nazorat boshqa nazoratga o'tadi. Farq (e(t)) aniq chegarada kamayganda, unga aniq PID nazoratga o'tadi. Nihoyat, chiqarish signali u(t) moslashtiriladi, bu esa qoutning duty cycle ni nazorat qiladi, to'ldirish intensivligini dinamik ravishda optimallashtiradi.

IV. Echim xulosasi va perspektivalari

• Nazorat samaradorligi: Bu echimda tuzilgan qirg'o-quyosh qo'shma elektr energiya ishlab chiqarish nazorat tizimi, qo'shilgan aqliy Fuzzy-PID nazorat algoritmi orqali akkumulyatorni to'ldirish/bo'shatishni optimal ravishda boshqarishni muvaffaqiyatli amalga oshiradi. Bu, akkumulyatorni himoya qilish va omilligini uzaytirish, MPPT orqali qirg'o va quyosh energiyalarini olish effektivligini oshirish, shuning uchun butun ta'minot tizimining umumiy effektivligini yaxshilashni ta'minlaydi.
• Tajribaviy tekshirish: Tajribaviy natijalar, nazorat qurilmasi to'g'ri va ijtimoiy qilinadi, xavfsiz va ishonchli ishlaydi, va yaxshi dinamik javob va doimiy aniqlikni ko'rsatadi.
• Qo'llanish perspektivalari: Bu aqliy akkumulyator boshqarish texnologiyasi bilan integratsiya qilingan qirg'o-quyosh qo'shma elektr energiya ishlab chiqarish echimi, tarmoq qoplamasi yo'q uzoq masofadagi joylar, orollar, moygo'zlar va aloqa bazalari kabi holatlarda maxsus mos keladi. U, iqtisodiy va ijtimoiy foydalarga ega bo'lib, keng qo'llanishga ega bo'lishi mumkin.